二年制數(shù)控維修電子教案 (4)

1、常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院項(xiàng)目課程教案教師姓名黃敏高授課班級(jí)數(shù)控04G1數(shù)控04G2授課日期9.8課時(shí)數(shù)2項(xiàng)目與模塊名稱項(xiàng)目一、數(shù)控機(jī)床強(qiáng)電控制回路維修模塊二、數(shù)控機(jī)床電源控制回路故障診斷與維修教學(xué)場(chǎng)所西215教學(xué)目標(biāo)1能夠陳述元器件（變壓器、二極管、電容器）的功能、符號(hào)2能正確識(shí)讀數(shù)控機(jī)床控制電源回路圖3知道正弦交流電基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)重點(diǎn)1元器件功能與電氣符號(hào)2正弦交流電教學(xué)難點(diǎn)正弦交流電更新、補(bǔ)充刪節(jié)內(nèi)容所需工具、設(shè)備名稱及數(shù)量教學(xué)方法講授法、演示法教學(xué)組織形式班級(jí)教學(xué)教學(xué)內(nèi)容與步驟一、工作任務(wù)：數(shù)控機(jī)床控制電源回路主要為數(shù)控系統(tǒng)、I/O模塊、中間繼電器伺服系統(tǒng)等部件提供所需電壓，是數(shù)控機(jī)床外圍電路

2、中的重要組成部分。如圖122所示。圖1-22 數(shù)控機(jī)床電源控制回路該回路主要將380V交流電壓變成24V直流電壓，如果出現(xiàn)下列故障如何來維修：該回路沒有直流24V電壓輸出，電壓過高或過低。教學(xué)內(nèi)容與步驟二、相關(guān)實(shí)踐知識(shí)：（一）元器件認(rèn)識(shí)1數(shù)控機(jī)床常用控制變壓器的認(rèn)識(shí)圖中TC為變壓器，變壓器是一種常見的電氣設(shè)備，可用來把某種數(shù)值的交變電壓變換為同頻率的另一數(shù)值的交變電壓。圖中TC將380V交流電變成20V左右的交流電。變壓器由鐵心和繞組兩個(gè)基本部分組成, 如圖1-23所示, 在一個(gè)閉合的鐵心上套有兩個(gè)繞組, 繞組與繞組之間以及繞組與鐵心之間都是絕緣的。按鐵心和繞組的組合結(jié)構(gòu)可分為心式變壓器和殼式

3、變壓器, 如圖1-24所示。 心式變壓器的鐵心被繞組包圍, 而殼式變壓器的鐵心則包圍繞組。u1i1N2N1u2ZL(a)(b)圖1-23 變壓器圖1-24 變壓器的結(jié)構(gòu)2圖中VC是三相橋式整電路。整流就是把大小、方向都隨時(shí)間變化的交流電變換成直流電。完成這一任務(wù)的電路稱為整流電路。圖中是將20V左右交流電變成直流電。3圖中C1、C2是電容，主要用于濾波，為了減小整流后電壓的脈動(dòng)，常采用濾波電路把交流分量濾去，使負(fù)載兩端得到脈動(dòng)較小的直流電。4圖中QF為單相斷路器，主要用于保護(hù)。三、相關(guān)理論知識(shí)：(一)交流電源1.正弦交流電基本概念：其大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電動(dòng)勢(shì)、電壓和電流統(tǒng)稱為交流

4、電。在交流電作用下的電路稱為交流電路。在電力系統(tǒng)中，考慮到傳輸、分配和應(yīng)用電能方面的便利性、經(jīng)濟(jì)性，大都采用交流電。工程上應(yīng)用的交流電，一般是隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的，稱為正弦交流電， 簡(jiǎn)稱交流電。 2.表示正弦交流電特征的物理量周期、 頻率、角頻率當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一周時(shí)， 轉(zhuǎn)子繞組中的正弦交變電動(dòng)勢(shì)也就變化一周。 我們把正弦交流電變化一周所需的時(shí)間叫周期，用T表示。 周期的單位是s(秒)。 1 秒鐘內(nèi)交流電變化的周數(shù)， 稱為交流電的頻率，用f表示, 頻率的單位是Hz(赫茲)。1Hz=1s-1。正弦量的變化規(guī)律用角度描述是很方便的。 如圖1-25所示的正弦電動(dòng)勢(shì)，每一時(shí)刻的值都可與一個(gè)角度相對(duì)應(yīng)。

5、如果橫軸用角度刻度，當(dāng)角度變到/2時(shí)，電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大值，當(dāng)角度變到時(shí)，電動(dòng)勢(shì)變?yōu)榱阒担▓D125）。這個(gè)角度不表示任何空間角度，只是用來描述正弦交流電的變化規(guī)律， 所以把這種角度叫電角度。 每秒鐘經(jīng)過的電角度叫角頻率，用表示。式(14)中的即是角頻率。角頻率與頻率、 周期之間， 顯然有如下的關(guān)系： （式1-3） 瞬時(shí)值、 最大值、 有效值瞬時(shí)值： 交流電在變化過程中， 每一時(shí)刻的值都不同， 該值稱為瞬時(shí)值。瞬時(shí)值是時(shí)間的函數(shù)，只有具體指出在哪一時(shí)刻，才能求出確切的數(shù)值和方向。瞬時(shí)值規(guī)定用小寫字母表示。例如圖1-26中的電動(dòng)勢(shì)，其瞬時(shí)值為e=Em sin(t+0) （式1-4）圖1-25 正弦交流

6、波形圖 最大值：正弦交流電波形圖上的最大幅值便是交流電的最大值（圖1-26）。它表示在一周內(nèi)，數(shù)值最大的瞬時(shí)值。 最大值規(guī)定用大寫字母加腳標(biāo)m表示，例如Im、Em、Um等。有效值：在實(shí)際應(yīng)用中，交流電的大小是根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的；交流電通過一個(gè)電阻時(shí)，在一段 時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量如果等于某一直流電通過同一電阻所產(chǎn)生的熱量，則直流電的大小即為交流電的有效值。通常所說的交流電壓，交流電流的大小都是指有效值；各種交流電氣設(shè)備銘牌上所標(biāo)注的額定值和一般交流電表所指示的數(shù)值，也是指有效值。計(jì)算表明，按正弦規(guī)律變化的交流電的有效值I和V與其最大值Im 和Vm 之間分別有如下關(guān)系： 圖1-26 用電角度表示

7、正弦交流電圖1-27不同相的電動(dòng)勢(shì)正弦交流電的相位和相位差正弦交變電動(dòng)勢(shì)，它的瞬時(shí)值隨著電度而變化。電角度叫做正弦交流電的相位。 例如圖1-27（a）所示的發(fā)電機(jī)，若在電機(jī)鐵心上放置兩個(gè)夾角為、匝數(shù)相同的線圈AX和BY, 當(dāng)轉(zhuǎn)子如圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，這兩個(gè)線圈中的感生電動(dòng)勢(shì)分別是：這兩個(gè)正弦交變電動(dòng)勢(shì)的最大值相同， 頻率相同， 但相位不同: eA的相位是t，eB的相位是，見圖1-27(b)。當(dāng)t=0 時(shí)的相位叫初相。 以上述eA、eB為例，eA的初相是0, eB的初相是0。兩個(gè)同頻率的正弦交流電的相位之差叫相位差。 相位差表示兩正弦量到達(dá)最大值的先后差距。 例如， 已知：;則i1和i2的相位差為這

8、表明兩個(gè)同頻率的正弦交流電的相位差等于初相之差。 若兩個(gè)同頻率的正弦交流電的相位差, 稱“i1超前于i2”; 若, 稱“i1滯后于i2”；若，稱“i1和i2同相位”；若相位差°,則稱“i1和i2反相位”。必須指出，在比較兩個(gè)正弦交流電之間的相位時(shí)， 兩正弦量一定要同頻率才有意義。否則隨時(shí)間不同，兩正弦量之間的相位差是一個(gè)變量，這就沒有意義了。 綜上所述，正弦交流電的最大值、 頻率和初相叫做正弦交流電的三要素。三要素描述了正弦交流電的大小、 變化快慢和起始狀態(tài)。 當(dāng)三要素決定后， 就可以唯一地確定一個(gè)正弦交流電了。 例 如圖 1-28所示的正弦交流電， 寫出它們的瞬時(shí)值表達(dá)式。 解 i

9、1、 i2、 i3瞬時(shí)值為 i1=5sint (A) i2=7.5sin (t+ )(A) i3=7.5sin（t- ） (A)圖1-28 正弦交流電波形圖例 已知正弦交流電： i1=5 sint (A) i2=10 sin(t+45°) (A) i3=50 sin(3t-45°) (A)求： i1和i2相位差，i2和i3相位差。解：i2、i3頻率不同，相位差無意義。 i1和i2相位差為 表明i1滯后于i2 45°電角。補(bǔ)充：交流電路中的電阻、 電容與電感 直流電流的大小與方向不隨時(shí)間變化，而交流電流的大小和方向則隨時(shí)間不斷變化。因此，在交流電路中出現(xiàn)的一些現(xiàn)象， 與直流電路中的現(xiàn)象不完全相同。 電容器